第2章 数字图像的基本知识优秀PPT.ppt
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1、第2章 数字图像的基本知识现在学习的是第1页,共21页2.1 2.1 彩色计色体系彩色计色体系 2.1.1 2.1.1 像素像素 将一幅摸拟图象划分为很多逐行逐列排列的点,每一点称为一个像素。像素是组成图将一幅摸拟图象划分为很多逐行逐列排列的点,每一点称为一个像素。像素是组成图像的最小单位。像的最小单位。对于一幅彩色图象,每个像素需要用对于一幅彩色图象,每个像素需要用3 3个量来描述。个量来描述。(1 1)用用 RGB 三基色描述像素三基色描述像素 R 红色分量红色分量,G 绿色分量,绿色分量,B 蓝色分量蓝色分量R、G、B按不同的比例混合,可得到不同的颜色。按不同的比例混合,可得到不同的颜色
2、。例:例:24位真彩色图像,位真彩色图像,每个分量用一个字节表示,值范围为每个分量用一个字节表示,值范围为0255。能表达的颜色数目为能表达的颜色数目为 2563 =16777216 种,足以描述自然界中的绝大部种,足以描述自然界中的绝大部分颜色。分颜色。目前,目前,.BMP文件大部分都是这种格式。文件大部分都是这种格式。2.1.2 2.1.2 计色体系计色体系现在学习的是第2页,共21页(2 2)用用 YUV 分量描述像素分量描述像素 Y 亮度分量亮度分量,U 蓝差分量,蓝差分量,V 红差分量红差分量已知已知RGB,可求出,可求出YUV:Y=0.30R+0.59G+0.11BU=BY=0.3
3、0R 0.59G+0.89BV=RY=0.7R 0.59G 0.11B矩阵形式:矩阵形式:亮度分量代表像素的明暗程度,对于图像的清晰度起决定性作用。亮度分量代表像素的明暗程度,对于图像的清晰度起决定性作用。由于由于U、V分量是三基色分量中扣除色度信号的结果,因此不包括分量是三基色分量中扣除色度信号的结果,因此不包括 亮度成分。亮度成分。U、V分量代表像素的颜色,根据分量代表像素的颜色,根据“大面积着色原理大面积着色原理”,对图像的清,对图像的清 晰度影响不大。晰度影响不大。现在学习的是第3页,共21页(3 3)用用 YSC 分量描述像素分量描述像素 Y 亮度分量亮度分量,S 色饱和度分量,色饱
4、和度分量,C 色调分量色调分量已知已知YUV,可求出,可求出YSC:色饱和度色饱和度 S 代表颜色的深浅,代表颜色的深浅,色调色调 C 代表颜色的种类。代表颜色的种类。S和和C统称为色度。统称为色度。UVCS0建立直角坐标系建立直角坐标系U-V,则,则:S为色度的大小,为色度的大小,C为色度的辐角为色度的辐角现在学习的是第4页,共21页例:纯红色像素,三基色值为例:纯红色像素,三基色值为 R=255,G=0,B=0。分别用。分别用YUV和和YSC 计色制表示该像素。计色制表示该像素。Y=0.3255+0.590+0.110=76.5 77 U=BY=0 77=77 V=RY=255 77=17
5、8 S=(-77)2+(178)2 0.5=193.9 C=arctg(178/77)=arctg(2.31)=113UVC=113S=193.9077178现在学习的是第5页,共21页8 种标准颜色的种标准颜色的 YSC 值如下表:值如下表:名称白红绿蓝黄青品黑R,G,B1,1,11,0,00,1,00,0,11,1,00,1,11,0,10,0,0Y1.00.30.590.110.890.70.410S00.760.830.90.90.760.830C无意义 1131356173293 45无意义UV红红113将标准颜色画在将标准颜色画在U-V坐标坐标系中,称为彩色矢量图。系中,称为彩色矢
6、量图。青青293品品45绿绿225蓝蓝354黄黄173现在学习的是第6页,共21页例:有一像素,三基色值为例:有一像素,三基色值为 R=100,G=50,B=200。试判断该像素的颜色。试判断该像素的颜色。Y=0.3100+0.5950+0.11200=81.5 (较暗)(较暗)U=BY=50 81.5=31.5 V=RY=100 81.5=19.5 S=(31.5)2+(19.5)2 0.5=37 (颜色深浅中等)颜色深浅中等)C=arctg(19.5/31.5)=arctg(0.62)=32(紫偏蓝)(紫偏蓝)若知一个像素的三基色值,由彩色矢量图,很容易判断该像素若知一个像素的三基色值,由
7、彩色矢量图,很容易判断该像素的颜色。的颜色。R=100,G=50,B=200UV红红113青青293品品45绿绿225蓝蓝354黄黄173现在学习的是第7页,共21页2.2 位图图像的组成位图图像的组成位图(位图(BITMAP):):由逐行逐列的像素排列构成的图像。由逐行逐列的像素排列构成的图像。各像素的存储顺序与像素在图像中的坐标位置成一定的影射关系。各像素的存储顺序与像素在图像中的坐标位置成一定的影射关系。没有经过数据压缩,图像质量高。但数据量大。没有经过数据压缩,图像质量高。但数据量大。显示时不存在解压缩过程,显示速度快。显示时不存在解压缩过程,显示速度快。图像文件:图像文件:图像文件的
8、格式主要有:图像文件的格式主要有:位图文件位图文件.BMP。WindowsWindows系统定义的一种图像文件,直接记录系统定义的一种图像文件,直接记录 三基色,未压缩,图像质量高。三基色,未压缩,图像质量高。.JPG文件。文件。采用专门方法进行压缩,压缩是有损的,图像质量有采用专门方法进行压缩,压缩是有损的,图像质量有 一定的损失。允许损失越大,能获得的压缩比越高。一定的损失。允许损失越大,能获得的压缩比越高。其他格式。其他格式。如如 .GIF、.TIFF等。等。本节将重点介绍本节将重点介绍.BMP文件的结构。文件的结构。2.2.1 2.2.1 基本概念基本概念现在学习的是第8页,共21页
9、BMP文件文件由由4部分组成:部分组成:文件头、信息头、彩色表(调色板)、位图点阵文件头、信息头、彩色表(调色板)、位图点阵2.2.2 2.2.2 BMP文件的结构文件的结构文件头信息头彩色表位图点阵(1)文件头,共文件头,共14字节。在字节。在VC中用一个结构类型描述:中用一个结构类型描述:tydef sturct WORD bfType;/.BMP文件的标志文件的标志,必须为必须为“BM”的的ASC码码 DWORD bfSize;/.BMP文件的大小(以字节为单位)文件的大小(以字节为单位)WORD bfReserved1;/保留,必须为保留,必须为0X0000 WORD bfReserv
10、ed2;/保留,必须为保留,必须为0X0000 DWORD bfOffBits;/从文件开头到位图数据开始的字节数从文件开头到位图数据开始的字节数 BITMAPFILEHEADER;现在学习的是第9页,共21页文件头信息头彩色表位图点阵(2)信息头,共)信息头,共40个字节。在个字节。在VC中用一个结构类型描述:中用一个结构类型描述:tydef sturct DWORD biSize;/本信息头占用的字节数本信息头占用的字节数:0 x28 LONG biWidth;/图像的宽度(以像素点为单位)图像的宽度(以像素点为单位)LONG biHeight;/图像的高度(以像素点为单位)图像的高度(以
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